JP5367528B2 - 投射型表示装置および表示素子位置調整方法 - Google Patents
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Description
本発明は、投射型表示装置および表示素子位置調整方法に係り、画素ずらし表示を行う投射型表示装置の表示素子の位置を調整する技術に関する。
従来、ＲＧＢ（赤色・緑色・青色）信号のうちＧ信号をデュアルにして、これら２つのＧ信号を水平および垂直またはいずれか一方の方向に０．５画素分ずらして合成表示させることにより、ずらし方向に対する見かけ上の解像度を通常のＲＧＢ画面の解像度から２倍に上げる高解像度化技術が知られている（これを、画素ずらし表示方式と呼ぶ）。そして、この画素ずらし表示方式による高解像度化技術は、ハイビジョン映像を超える解像度である超高精細映像表示の実現に用いられている。
この画素ずらし表示方式を用いて超高精細映像表示を実現する場合、表示素子の画素位置のずらし量（オフセット）を極めて高い精度で管理する必要がある。
この画素ずらし表示方式を用いて超高精細映像表示を実現する場合、表示素子の画素位置のずらし量（オフセット）を極めて高い精度で管理する必要がある。
従来、画素ずらし表示方式により超高精細映像表示を行う投射型表示システムにおいて、オフセットのずれ（オフセット誤差）を自動的に測定して高精度に評価する技術が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
この非特許文献１には、デュアルグリーンの投射型表示装置を用いてスクリーンに特定の測定用パターンを表示させ、スクリーンに表示されたパターンをデジタルカメラで撮影して、撮影画像からオフセット誤差を測定する技術が開示されている。具体的には、非特許文献１には、２つの緑色用表示素子それぞれに、同一の周波数で且つ異なる位相である正弦波を測定用パターンとして与え、表示画面に現れる折り返し成分に基づいてオフセット誤差を測定することが開示されている。
この非特許文献１には、デュアルグリーンの投射型表示装置を用いてスクリーンに特定の測定用パターンを表示させ、スクリーンに表示されたパターンをデジタルカメラで撮影して、撮影画像からオフセット誤差を測定する技術が開示されている。具体的には、非特許文献１には、２つの緑色用表示素子それぞれに、同一の周波数で且つ異なる位相である正弦波を測定用パターンとして与え、表示画面に現れる折り返し成分に基づいてオフセット誤差を測定することが開示されている。
日下部裕一、金澤勝、岡野文男、「超高精細映像表示システムのコンバーゼンス誤差と素子位置調整の自動化」、映像情報メディア学会誌、２００６年、Ｖｏｌ．６０、Ｎｏ．２、ｐｐ．２３４−２４１
しかしながら、非特許文献１に開示されたオフセット誤差の測定方式では、表示素子の高解像度化に伴って測定用パターンも高精細化するため、スクリーンに表示されるパターンを撮影するデジタルカメラのＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）がオフセット誤差の測定限界の要因になるという問題がある。つまり、表示素子の高解像度化に伴って測定用パターンの周波数成分が高周波化されると、デジタルカメラにおける、被写体のコントラストを撮像面上にどの程度再現できるかを示す指標であるＭＴＦの性能が、測定用パターンの撮像画像からオフセット誤差によって生じる折り返し成分の抽出に影響を与えてしまう。
また、上記のオフセット誤差の測定方式では、相対的にそれほど高精度なオフセット誤差の測定が必要でない場合でも、比較的高いＭＴＦ性能や階調特性を有する撮影装置が必要であり、安価なデジタルカメラを用いることができない。さらに、上記の測定方式では、目視による簡易な評価を行うこともできない。
また、上記のオフセット誤差の測定方式では、相対的にそれほど高精度なオフセット誤差の測定が必要でない場合でも、比較的高いＭＴＦ性能や階調特性を有する撮影装置が必要であり、安価なデジタルカメラを用いることができない。さらに、上記の測定方式では、目視による簡易な評価を行うこともできない。
そこで、本発明は、上記問題を解決すべくなされたものであり、表示素子の高解像度化に伴って微細化するオフセット誤差を簡易に且つ高精度に測定して表示素子の位置を調整することができる、投射型表示装置および表示素子位置調整方法を提供するものである。
また、本発明は、上記問題を解決すべく、従来と同等精度のオフセット誤差の測定を、従来よりもＭＴＦ性能が低い撮影装置を用いて行うことのできる、投射型表示装置および表示素子位置調整方法を提供するものである。
また、本発明は、上記問題を解決すべく、従来と同等精度のオフセット誤差の測定を、従来よりもＭＴＦ性能が低い撮影装置を用いて行うことのできる、投射型表示装置および表示素子位置調整方法を提供するものである。
上記の課題を解決するため、本発明の一態様は、以下［１］−［３］の手段を提供するものである。
［１］本発明の一態様による投射型表示装置は、第１の画像の読出し光を出力する第１の表示素子と、第２の画像の読出し光を出力する第２の表示素子と、前記第１および第２の画像の読出し光を投射する投射光学系と、前記投射された第１および第２の画像の読出し光が投影された投影面において、前記第１および第２の画像が水平方向および垂直方向のうち少なくとも一方の方向に所定画素分オフセットして表示されるように、前記第１および第２の表示素子を支持する支持部と、前記一方の方向に所定の表示周波数で同一パターンを繰り返す前記第１の画像を表示させる第１のテストパターンデータを前記第１の表示素子に供給するとともに、前記一方の方向に前記所定の表示周波数で同一パターンを繰り返す画像であって且つ前記第１の画像と逆位相である前記第２の画像を表示させる第２のテストパターンデータを前記第２の表示素子に供給するテストパターン出力部と、前記一方の方向に所定のレンズ周波数で繰り返すよう平面状に集束レンズを配列した複眼レンズ配列部と、を備え、前記所定の表示周波数は、前記所定のレンズ周波数のｎ倍（ｎは正整数）の近傍の値であり、前記第１および第２のテストパターンデータは、前記第１および第２の表示素子のナイキスト周波数とこのナイキスト周波数の２倍の周波数との間の値である所定周波数のパターンに基づいて生成されるデータである。
ここで、複眼レンズ配列部は、複数の集光レンズを、各光軸が平行となるようにして平面板上またはシート上に配列させて形成したレンズ板またはレンズシートであり、例えば、要素レンズと呼ばれる凸レンズをアレイ状に配置したレンズアレイや、多数のシリンドリカルレンズを配列したレンチキュラーレンズを用いることができる。レンチキュラーレンズを用いる場合、２枚のレンチキュラーレンズを、配列方向が直交する向きにして重ね合わせて用いてもよい。
また、複眼レンズ配列部は、投影面に投影された表示テストパターンの所定の表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐを当該複眼レンズ配列部で低域周波数方向に折り返すために、所定の表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐが所定のレンズ周波数ｆｌｅｎｓのｎ倍（ｎは任意の正整数）の近傍の関係になる。
［１］本発明の一態様による投射型表示装置は、第１の画像の読出し光を出力する第１の表示素子と、第２の画像の読出し光を出力する第２の表示素子と、前記第１および第２の画像の読出し光を投射する投射光学系と、前記投射された第１および第２の画像の読出し光が投影された投影面において、前記第１および第２の画像が水平方向および垂直方向のうち少なくとも一方の方向に所定画素分オフセットして表示されるように、前記第１および第２の表示素子を支持する支持部と、前記一方の方向に所定の表示周波数で同一パターンを繰り返す前記第１の画像を表示させる第１のテストパターンデータを前記第１の表示素子に供給するとともに、前記一方の方向に前記所定の表示周波数で同一パターンを繰り返す画像であって且つ前記第１の画像と逆位相である前記第２の画像を表示させる第２のテストパターンデータを前記第２の表示素子に供給するテストパターン出力部と、前記一方の方向に所定のレンズ周波数で繰り返すよう平面状に集束レンズを配列した複眼レンズ配列部と、を備え、前記所定の表示周波数は、前記所定のレンズ周波数のｎ倍（ｎは正整数）の近傍の値であり、前記第１および第２のテストパターンデータは、前記第１および第２の表示素子のナイキスト周波数とこのナイキスト周波数の２倍の周波数との間の値である所定周波数のパターンに基づいて生成されるデータである。
ここで、複眼レンズ配列部は、複数の集光レンズを、各光軸が平行となるようにして平面板上またはシート上に配列させて形成したレンズ板またはレンズシートであり、例えば、要素レンズと呼ばれる凸レンズをアレイ状に配置したレンズアレイや、多数のシリンドリカルレンズを配列したレンチキュラーレンズを用いることができる。レンチキュラーレンズを用いる場合、２枚のレンチキュラーレンズを、配列方向が直交する向きにして重ね合わせて用いてもよい。
また、複眼レンズ配列部は、投影面に投影された表示テストパターンの所定の表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐを当該複眼レンズ配列部で低域周波数方向に折り返すために、所定の表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐが所定のレンズ周波数ｆｌｅｎｓのｎ倍（ｎは任意の正整数）の近傍の関係になる。
［２］また、本発明の一態様は、上記［１］記載の投射型表示装置において、前記支持部に支持された前記第１または第２の表示素子の位置を、前記一方の方向におけるオフセット量を変更するよう調整する位置調整機構部と、前記複眼レンズ配列部に表示された、所定のレンズ表示周波数の周波数成分を撮像する撮影部と、前記撮影部で撮像された撮像データに基づいて、前記第１および第２の画像の前記一方の方向における所望のオフセット量からのずれを検出するオフセット誤差検出部と、前記オフセット誤差検出部によるずれの検出結果に基づいて、前記位置調整機構部を駆動制御する位置調整機構制御部と、を備えることを特徴とする。
［３］また、本発明の一態様による表示素子位置調整方法は、表示画面上水平方向および垂直方向のうち少なくとも一方の方向に所定の表示周波数で同一パターンを繰り返す第１の画像を表示させる第１のテストパターンデータを第１の表示素子に供給し、前記一方の方向に前記所定の表示周波数で同一パターンを繰り返す画像であって且つ前記第１の画像と逆位相である第２の画像を表示させる第２のテストパターンデータを第２の表示素子に供給するステップと、前記第１および第２の表示素子からの前記第１および第２の画像の読出し光を投射するステップと、前記投射された第１および第２の画像の読出し光が投影された投影面において、前記一方の方向に所定のレンズ周波数で繰り返すよう平面状に配列した集束レンズで拡大表示させるステップと、を有し、前記所定の表示周波数は、前記所定のレンズ周波数のｎ倍（ｎは正整数）の近傍の値であり、前記第１および第２のテストパターンデータは、前記第１および第２の表示素子のナイキスト周波数とこのナイキスト周波数の２倍の周波数との間の値である所定周波数のパターンに基づいて生成されるデータである。
本発明によれば、表示素子の画素位置のずらし量のずれを簡易に且つ高精度に測定し、表示素子の位置を調整することができる。
また、本発明は、従来よりもＭＴＦ性能が低い撮影装置を用いて、表示素子の画素位置のずらし量のずれの検出を行うことができる。
また、本発明は、従来よりもＭＴＦ性能が低い撮影装置を用いて、表示素子の画素位置のずらし量のずれの検出を行うことができる。
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態を適用した投射型表示システムの全体構成図である。同図に示すように、投射型表示システム１は、ＲＢ（Ｒｅｄ／Ｂｌｕｅ）投射型表示装置１０と、デュアルグリーン投射型表示装置２０と、拡散スクリーン３０と、複眼レンズ配列４０と、撮影装置５０とを含んで構成される。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態を適用した投射型表示システムの全体構成図である。同図に示すように、投射型表示システム１は、ＲＢ（Ｒｅｄ／Ｂｌｕｅ）投射型表示装置１０と、デュアルグリーン投射型表示装置２０と、拡散スクリーン３０と、複眼レンズ配列４０と、撮影装置５０とを含んで構成される。
ＲＢ投射型表示装置１０は、赤色画像と青色画像とを投射する背面投射型表示装置である。ＲＢ投射型表示装置１０は、ソース信号であるＲＧＢ信号のうちＲ信号およびＢ信号の供給を受けて、Ｒ信号を赤色表示素子（不図示）に供給するとともにＢ信号を青色表示素子（不図示）に供給し、赤色表示素子から出力される赤色読出し光と青色表示素子から出力される青色読出し光との光束を、投射光学系を通し投射光ＲＢとして拡散スクリーン３０に投射する。
赤色表示素子および青色表示素子は、例えば、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）等の反射型表示素子であり、拡散スクリーン３０に表示される赤色画像と青色画像との画素ずれが生じないように光学ユニット内に設けられる。
例えば、ＲＢ投射型表示装置１０は、従来の三板方式の投射型表示装置を適用することができ、その場合はＲ，Ｂ信号のみを用いればよい。
赤色表示素子および青色表示素子は、例えば、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）等の反射型表示素子であり、拡散スクリーン３０に表示される赤色画像と青色画像との画素ずれが生じないように光学ユニット内に設けられる。
例えば、ＲＢ投射型表示装置１０は、従来の三板方式の投射型表示装置を適用することができ、その場合はＲ，Ｂ信号のみを用いればよい。
デュアルグリーン投射型表示装置２０は、第１の緑色画像とこの第１の緑色画像に対して水平方向および垂直方向の各方向に０．５画素分ずらした第２の緑色画像とを投射する背面投射型表示装置である。デュアルグリーン投射型表示装置２０は、デュアルグリーン光学ユニット２１と、表示素子位置調整装置２２とを含んで構成される。
デュアルグリーン投射型表示装置２０は通常動作モードまたはメンテナンスモードに切り替えて動作可能である。通常動作モード時には、デュアルグリーン光学ユニット２１が、ＲＧＢ信号のうちＧ信号の供給を受けて、第１および第２の緑色画像を画素ずらし表示方式によって投射する。一方、メンテナンスモード時には、表示素子位置調整装置２２がデュアルグリーン光学ユニット２１に第１および第２のテストパターンデータを供給し、デュアルグリーン光学ユニット２１が第１および第２の表示テストパターンを画素ずらし表示方式によって投射する。投射された第１および第２の表示テストパターンは、拡散スクリーン３０に投影される。そして、複眼レンズ配列４０を通して表示された第１および第２の拡大表示テストパターンを撮影した撮影装置５０から撮像データがデュアルグリーン投射型表示装置２０に供給されると、表示素子位置調整装置２２は、その撮像データを解析して第１の緑色画像に対する第２の緑色画像のオフセット誤差を検出し、その検出結果に基づいてデュアルグリーン光学ユニット２１を調整する。
より具体的には、デュアルグリーン光学ユニット２１は、赤色表示素子および青色表示素子と同一の解像度特性を有する第１および第２の緑色表示素子（図１では不図示）を備える。第１および第２の緑色表示素子には、通常動作モード時は外部からのＧ信号が供給され、メンテナンスモード時は表示素子位置調整装置２２から第１および第２のテストパターンデータが供給される。そして、デュアルグリーン光学ユニット２１は、第１および第２の緑色表示素子から出力されて所定の光学系回路を通して投射光学系に導かれた第１および第２の緑色読出し光を、その投射光学系を通して投射光ＤＧとして拡散スクリーン３０に投射する。
詳しくは後述するが、第１および第２の緑色表示素子は、図２７に示すように、拡散スクリーン３０に表示される第１および第２の緑色画像が水平方向および垂直方向にそれぞれ所定画素分ずれるように、第１の緑色表示素子（固定側）に対して第２の緑色表示素子（可動側）がオフセットして設けられる。所定画素分の具体的なオフセット量は、望ましくは０．５画素分である。ただし、第１および第２の緑色表示素子は、オフセット量が正確に０．５画素分でなく誤差を含んだ状態で設けられることがあり、誤差を含んだ状態で設けられた場合は、拡散スクリーン３０に表示される画像の解像度特性が劣化する等の影響の出る場合がある。このようにしてデュアルグリーン投射型表示装置２０が画素ずらし表示を行うことにより、拡散スクリーン３０には、単一の緑色表示素子の解像度に対して見かけ上４倍の解像度の緑色画像が表示される。そして、人間がＲＧＢ画像全体を観察した場合、画素ずらし表示を行わない場合の解像度に対して見かけ上４倍の解像度で観察される。
表示素子位置調整装置２２は、メンテナンスモード時に、第１および第２のテストパターンデータをデュアルグリーン光学ユニット２１に供給する。そして、表示素子位置調整装置２２は、撮影装置５０から第１および第２の拡大表示テストパターンの撮像データが供給されると、その撮像データを解析して第１の緑色画像に対する第２の緑色画像のオフセット誤差を検出し、その検出結果に基づいて、オフセット誤差が小さくなるように第２の緑色表示素子の位置を調整する。
なお、投射型表示システム１の設置に際し、ＲＢ投射型表示装置１０およびデュアルグリーン投射型表示装置２０は、拡散スクリーン３０に表示される赤色画像、青色画像、および第１の緑色画像の画素位置が一致するように設置される。
拡散スクリーン３０は、背面投射用スクリーンの一つであり、ＲＢ投射型表示装置１０から投射された投射光ＲＢと、デュアルグリーン投射型表示装置２０から投射された投射光ＤＧとを拡散透過させる。
複眼レンズ配列４０は、複数の集光レンズを、各光軸が平行となるようにして平面板上またはシート上に配列させて形成したレンズ板またはレンズシートである。複眼レンズ配列４０は、例えば、多数の凸レンズをアレイ状に配置したレンズアレイや、多数のシリンドリカルレンズを配列したレンチキュラーレンズを用いることができる。レンチキュラーレンズを用いる場合、２枚のレンチキュラーレンズを、配列方向が直交する向きにして重ね合わせて用いてもよい。
複眼レンズ配列４０は、複数の集光レンズを、各光軸が平行となるようにして平面板上またはシート上に配列させて形成したレンズ板またはレンズシートである。複眼レンズ配列４０は、例えば、多数の凸レンズをアレイ状に配置したレンズアレイや、多数のシリンドリカルレンズを配列したレンチキュラーレンズを用いることができる。レンチキュラーレンズを用いる場合、２枚のレンチキュラーレンズを、配列方向が直交する向きにして重ね合わせて用いてもよい。
図２６は、複眼レンズ配列４０としてレンズアレイを用いた場合における要素レンズの配置を示す図である。同図（ａ）は要素レンズである凸レンズを正方格子配置したレンズアレイである。このようなレンズアレイを用いる場合には、水平方向および垂直方向のいずれの場合においても、凸レンズの配置のピッチを基準として、１／２［ｃｙｃｌｅ／ｌｅｎｓ］のｎ倍（ｎは正整数）に近い空間周波数の繰り返しパターンとなるテストパターンを用いる。同図（ｂ）は凸レンズを俵積み配置したレンズアレイである。この俵積み配置型のレンズアレイを用いる場合にも、凸レンズを基準にすれば１／２［ｃｙｃｌｅ／ｌｅｎｓ］の空間周波数を用いる。つまり、凸レンズが一列に並ぶ３つの方向のうち１つの方向を水平方向とした場合に、水平方向のレンズピッチを基準にして、垂直方向には√（３）／２［ｃｙｃｌｅ／ｐｉｔｃｈ］のｎ倍（ｎは正整数）に近い空間周波数、水平方向には１／４［ｃｙｃｌｅ／ｐｉｔｃｈ］のｎ倍（ｎは正整数）に近い空間周波数の繰り返しパターンとなるテストパターンを用いる。
図１の説明に戻り、拡散スクリーン３０および複眼レンズ配列４０は、両者の間隔が複眼レンズ配列４０に設けられた各レンズの焦点距離に一致する間隔となるようにして設置される。
撮影装置５０は、表示素子位置調整装置２２の制御にしたがって複眼レンズ配列４０に表示される第１および第２の拡大表示テストパターンの一部分または全体を撮影し、その撮像データを表示素子位置調整装置２２に供給する。撮影装置５０は、例えばデジタルカメラを用いる。
撮影装置５０は、表示素子位置調整装置２２の制御にしたがって複眼レンズ配列４０に表示される第１および第２の拡大表示テストパターンの一部分または全体を撮影し、その撮像データを表示素子位置調整装置２２に供給する。撮影装置５０は、例えばデジタルカメラを用いる。
図２は、デュアルグリーン投射型表示装置２０の主要な内部構成を示した機能ブロック図である。まず、デュアルグリーン光学ユニット２１の構成について説明する。同図に示すように、デュアルグリーン光学ユニット２１は、ダイクロイック素子２１１と、板状ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）２１２と、ＰＢＳ２１３と、緑色表示素子（第１の緑色表示素子）２１４ａと、緑色表示素子（第２の緑色表示素子）２１４ｂと、ＰＢＳ２１５と、λ／２板２１６と、支持部２１７と、ＰＢＳ２１８と、λ／２板２１９と、投射光学系２２０とを含んで構成される。
ダイクロイック素子２１１は、不図示の白色光源から放射された白色光より緑色光の波長の光のみを透過させる光学素子である。板状ＰＢＳ２１２は、入射された緑色光を互いに直交するＰ偏光とＳ偏光とに分離してＰ偏光を反射させる一方、Ｓ偏光を透過させるハーフミラーである。ＰＢＳ２１３，２１５，２１８は、入射されたＰ偏光およびＳ偏光のうち、Ｐ偏光を反射させてＳ偏光を透過させるプリズムである。
緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂは、前述したとおり反射型表示素子であり、例えばＬＣＯＳである。通常動作モード時は、緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂには、外部からＧ信号が供給される。また、メンテナンスモード時は、緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂには、表示素子位置調整装置２２から第１および第２のテストパターンデータが供給される。緑色表示素子２１４ａは、緑色光のＰ偏光が入射されると、Ｇ信号が供給された場合には第１の緑色画像を表示し、また第１のテストパターンデータが供給された場合には第１の表示テストパターンを表示して、第１の緑色読出し光であるＳ偏光を出力する。これと同様に、緑色表示素子２１４ｂは、緑色光のＰ偏光が入射されると、Ｇ信号が供給された場合には第２の緑色画像を表示し、また第２のテストパターンデータが供給された場合には第２の表示テストパターンを表示して、第２の緑色読出し光であるＳ偏光を出力する。λ／２板２１６，２１９は、入射されたＳ偏光の偏光方向を９０度回転させてＰ偏光に変換して出力する光学素子である。投射光学系２２０は、緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂからの２系統の緑色読出し光を投射する投射レンズを含む光学系である。
ＰＢＳ２１３は、板状ＰＢＳ２１２で反射されたＰ偏光を緑色表示素子２１４ａに導出する位置に設けられる。また、λ／２板２１６およびＰＢＳ２１８は、板状ＰＢＳ２１２を透過したＳ偏光をλ／２板２１６でＰ偏光に変換した後、緑色表示素子２１４ｂに導出する位置にそれぞれ設けられる。さらに、λ／２板２１９およびＰＢＳ２１５は、緑色表示素子２１４ａから出力されたＳ偏光である緑色読出し光（第１の緑色読出し光）と、緑色表示素子２１４ｂから出力された緑色読出し光をλ／２板２１９でＰ偏光に変換した緑色読出し光（第２の緑色読出し光）とを投射光学系２２０に入射させる位置にそれぞれ設けられる。支持部２１７は、緑色表示素子２１４ａを固定して支持するとともに、緑色表示素子２１４ｂを表示画面における水平方向および垂直方向に移動可能なように支持する。
次に、表示素子位置調整装置２２の構成について説明する。図２に示すように、表示素子位置調整装置２２は、テストパターン記憶部２２１と、テストパターン出力部２２２と、位置ずれ調整部２２３と、位置調整機構部２２４とを含んで構成される。
テストパターン記憶部２２１は、緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂにそれぞれ供給する第１および第２のテストパターンデータを記憶する。これら第１および第２のテストパターンデータは、緑色表示素子２１４ａに対する緑色表示素子２１４ｂのオフセットが正確であるか否かを測定するためのパターンデータであり、その詳細については後述する。
テストパターン出力部２２２は、テストパターン記憶部２２１に記憶された第１および第２のテストパターンデータを読み出して、緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂにそれぞれ供給する。
テストパターン出力部２２２は、テストパターン記憶部２２１に記憶された第１および第２のテストパターンデータを読み出して、緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂにそれぞれ供給する。
位置ずれ調整部２２３は、撮影装置５０から供給された撮像データに基づいて緑色表示素子２１４ａに対する緑色表示素子２１４ｂのオフセット誤差を検出し、その検出結果に基づいて、位置調整機構部２２４を制御して緑色表示素子２１４ｂの位置を調整させるものである。位置ずれ調整部２２３は、主要な機能構成として、撮影制御部２２３ａと、オフセット誤差検出部２２３ｂと、位置調整機構制御部２２３ｃとを含む。
撮影制御部２２３ａは、拡散スクリーン３０上の第１および第２の表示テストパターンが複眼レンズ配列４０を通して表示された第１および第２の拡大表示テストパターンを撮影するように撮影装置５０を制御する。また、撮影制御部２２３ａは、撮影装置５０から出力された撮像データを取り込んでオフセット誤差検出部２２３ｂに供給する。
オフセット誤差検出部２２３ｂは、撮像データに含まれる第１および第２の拡大表示テストパターンの画像を解析して、第１の緑色画像に対する第２の緑色画像の０．５画素分のオフセットからのずれであるオフセット誤差の有無および程度を検出する。
位置調整機構制御部２２３ｃは、オフセット誤差の検出結果に基づいて、誤差をなくす方向に緑色表示素子２１４ｂを移動するように位置調整機構部２２４を制御する。
オフセット誤差検出部２２３ｂは、撮像データに含まれる第１および第２の拡大表示テストパターンの画像を解析して、第１の緑色画像に対する第２の緑色画像の０．５画素分のオフセットからのずれであるオフセット誤差の有無および程度を検出する。
位置調整機構制御部２２３ｃは、オフセット誤差の検出結果に基づいて、誤差をなくす方向に緑色表示素子２１４ｂを移動するように位置調整機構部２２４を制御する。
位置調整機構部２２４は、主要な機能構成として、水平方向移動機構部２２４ｘと、垂直方向移動機構部２２４ｙとを含む。位置調整機構部２２４は、位置ずれ調整部２２３の制御に基づいて、支持部２１７に可動に支持された緑色表示素子２１４ｂを表示画面における水平方向および垂直方向またはいずれか一方の方向に対応させて移動させる。位置調整機構部２２４は、水平方向に対応させて緑色表示素子２１４ｂを移動させる場合は水平移動機構部２２４ｘを駆動させ、垂直方向に対応させて緑色表示素子２１４ｂを移動させる場合は垂直方向機構部２２４ｙを駆動させる。
水平方向移動機構部２２４ｘおよび垂直方向移動機構部２２４ｙは、それぞれステッピングモータで構成する。各ステッピングモータは、１パルスの駆動信号が与えられると、支持部２１７に可動に取り付けられた緑色表示素子２１４ｂを、表示画面上の水平方向（垂直方向）に０．００１画素分に相当する距離だけ移動するように駆動する。
水平方向移動機構部２２４ｘおよび垂直方向移動機構部２２４ｙは、それぞれステッピングモータで構成する。各ステッピングモータは、１パルスの駆動信号が与えられると、支持部２１７に可動に取り付けられた緑色表示素子２１４ｂを、表示画面上の水平方向（垂直方向）に０．００１画素分に相当する距離だけ移動するように駆動する。
次に、第１の実施形態におけるテストパターンについて説明する。図３は、緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂそれぞれに表示される表示テストパターンの、空間周波数に対するスペクトルの関係を模式的に示した図である。同図において、横軸は、緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂに表示される表示テストパターンに含まれる空間周波数成分であり、縦軸はそのスペクトルである。緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂそれぞれの表示面における基準方向（水平方向または垂直方向）の画素のサンプリング周波数をｆｐａｎｅｌとし、そのナイキスト周波数をｆｎｙｑ，ｐとすると、ｆｐａｎｅｌ＝２ｆｎｙｑ，ｐである。また、緑色表示素子２１４ａと緑色表示素子２１４ｂとが、当該基準方向に正確に０．５画素分ずれている場合、当該基準方向における緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂ全体の画素のサンプリング周波数は２ｆｐａｎｅｌであり、そのナイキスト周波数は２ｆｎｙｑ，ｐである。
本実施形態では、単一の緑色表示素子２１４ａ（２１４ｂ）によって表示される表示パターンのナイキスト周波数ｆｎｙｑ，ｐと、２つの緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂによって画素ずらし表示される表示パターンのナイキスト周波数２ｆｎｙｑ，ｐとの間の値である空間周波数ｆｏｒｇ（ｆｎｙｑ，ｐ＜ｆｏｒｇ＜２ｆｎｙｑ，ｐ）の正弦波パターンをテストパターンとする。
具体的には、緑色表示素子２１４ａに供給する第１のテストパターンデータを式（１）に示し、緑色表示素子２１４ｂに供給する第２のテストパターンデータを式（２）に示す。式（１），（２）において、ｘは、緑色表示素子２１４ａに固定された基準方向（水平方向または垂直方向）における座標値である。ｉは、緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂそれぞれの基準方向における画素位置である。δ（ ）はディラックのデルタ関数である。つまり、緑色表示パネル２１４ａ（２１４ｂ）単体の表示面のサンプリング周波数ｆｐａｎｅｌを１として正規化する。
つまり、テストパターン記憶部２２２は、式（１），（２）によりそれぞれ計算される第１および第２のテストパターンデータを２種類の輝度データとして記憶する。テストパターン出力部２２１が第１および第２のテストパターンデータを緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂにそれぞれ供給し、緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂが第１および第２のテストパターンデータをそれぞれ表示すると、第１および第２の表示テストパターンとして実際に表示される周波数である表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐは、空間周波数ｆｏｒｇがナイキスト周波数ｆｎｙｑ，ｐで折り返された周波数である２ｆｎｙｑ，ｐ−ｆｏｒｇとなる。
緑色表示素子２１４ａに対する緑色表示素子２１４ｂの基準方向における正規のオフセット（０．５画素分）からのずれ量をｑ画素（−０．５≦ｑ≦０．５）とした場合、緑色表示素子２１４ｂによって表示する第２の表示テストパターンは式（３）で表される。つまり、緑色表示素子２１４ａに対して緑色表示素子２１４ｂが正確に０．５画素分だけオフセットされている場合は、ｑ＝０である。
式（１），（３）より、ｑ＝０のとき（オフセット誤差がない場合）は、緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂによってそれぞれ表示される第１および第２の表示テストパターンは互いに逆位相になる。数式上では、第１および第２の表示テストパターンそれぞれには、空間周波数ｆｏｒｇの正弦波が表示されるが、実際には、緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂの画素の開口が大きいため、ほぼ直流成分が観測される。
一方、ｑ≠０のとき（オフセット誤差がある場合）は、第２の表示テストパターンには、ｑに応じた表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの周波数成分が表示される。
一方、ｑ≠０のとき（オフセット誤差がある場合）は、第２の表示テストパターンには、ｑに応じた表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの周波数成分が表示される。
次に、複眼レンズ配列４０を通して低域周波数方向に折り返される表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐについて説明する。図４は、複眼レンズ配列４０に表示される拡大表示テストパターンの、空間周波数に対するスペクトルの関係を模式的に示した図である。同図において、横軸は、複眼レンズ配列４０を通して低域周波数方向に折り返って表示される拡大表示テストパターンに含まれた空間周波数成分であり、縦軸はそのスペクトルである。複眼レンズ配列４０を構成する各レンズの空間周波数ｆｌｅｎｓは、そのナイキスト周波数をｆｎｙｑ，ｌとするとｆｌｅｎｓ＝２ｆｎｙｑ，ｌである。複眼レンズ配列４０は、拡散スクリーン３０に投射された表示テストパターンの表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐを複眼レンズ配列４０で低域周波数方向に折り返すために、ｆｄｉｓｐ，ｐ≒ｎ・ｆｌｅｎｓ（ｎは任意の正整数）、すなわち表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐがレンズ周波数ｆｌｅｎｓのｎ倍の近傍の関係になる。
よって、複眼レンズ配列４０に表示されるレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌは、ｆｎｙｑ，ｌ≦ｆｄｉｓｐ，ｐ≦２ｆｎｙｑ，ｌである場合、２ｆｎｙｑ，ｌ−ｆｄｉｓｐ，ｐとなる。これを任意のｆｄｉｓｐ，ｐについて一般化すると式（４）になる。
よって、複眼レンズ配列４０に表示されるレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌは、ｆｎｙｑ，ｌ≦ｆｄｉｓｐ，ｐ≦２ｆｎｙｑ，ｌである場合、２ｆｎｙｑ，ｌ−ｆｄｉｓｐ，ｐとなる。これを任意のｆｄｉｓｐ，ｐについて一般化すると式（４）になる。
ここで、正確なオフセット状態からの画素ずれ量ｑは、ｆｄｉｓｐ，ｐとｆｄｉｓｐ，ｌとの比によって拡大される。つまり、複眼レンズ配列４０上でのずれ量ｑｌは式（５）で表される。
すなわち、式（５）は複眼レンズ配列４０の拡大率を示している。
なお、緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂにそれぞれ表示される第１の表示テストパターンと第２の表示テストパターンとの位相差Ｐｐａｎｅｌと、それらの第１および第２の表示テストパターンが複眼レンズ配列４０を通して観察される第１および第２の拡大表示テストパターンとの位相差Ｐｌｅｎｓは、それぞれ式（６），（７）で示され等しい値となる。
なお、緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂにそれぞれ表示される第１の表示テストパターンと第２の表示テストパターンとの位相差Ｐｐａｎｅｌと、それらの第１および第２の表示テストパターンが複眼レンズ配列４０を通して観察される第１および第２の拡大表示テストパターンとの位相差Ｐｌｅｎｓは、それぞれ式（６），（７）で示され等しい値となる。
図５は、緑色表示素子２１４ａに表示された第１の表示テストパターンが、投射光学系２２０を通して拡散スクリーン３０に投射表示され、複眼レンズ配列４０を通して拡大表示されたときの、表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐとレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌとの関係を模式的に表した図である。同図において、横軸は水平方向または垂直方向の位置を表し、縦軸は輝度を表す。同図に示すように、緑色表示素子２１４ａから出力され投射光学系２２０を通して投射された第１の表示テストパターンが拡散スクリーン３０に投影されると、表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの正弦波パターンが表示される。
第１の表示テストパターンの表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの正弦波パターンが複眼レンズ配列４０に通されると、当該パターンの表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐは複眼レンズ配列４０の各レンズによって同図に示すレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌに折り返される。つまり、複眼レンズ配列４０を通して観察される第１の拡大表示テストパターンは、拡散スクリーン３０に表示される表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐを式（５）に示した拡大率で拡大した正弦波パターンとなる。
図６は、緑色表示素子２１４ｂに表示された第２の表示テストパターンが、投射光学系２２０を通して拡散スクリーン３０に投射表示され、複眼レンズ配列４０を通して拡大表示されたときの、表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐとレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌとの関係を模式的に表した図である。同図において、横軸は水平方向または垂直方向の位置を表し、縦軸は輝度を表す。同図は、緑色表示素子２１４ｂが緑色表示素子２１４ａに対して基準方向に正確にオフセットされている場合の例である。同図に示すように、緑色表示素子２１４ｂから出力され投射光学系２２０を通して投射された第２の表示テストパターンが拡散スクリーン３０に投影されると、表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの正弦波パターンが表示される。オフセットが正確に０．５画素分であるため、上記の第１および第２の表示テストパターンは、正確に逆位相になっている。
第２の表示テストパターンの表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの正弦波パターンが複眼レンズ配列４０に通されると、当該パターンの表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐは複眼レンズ配列４０の各レンズによって同図に示すレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌに折り返される。つまり、複眼レンズ配列４０を通して観察される第２の拡大表示テストパターンは、拡散スクリーン３０に表示される表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐを式（５）に示した拡大率で拡大した正弦波パターンとなる。上記の第１および第２の拡大表示パターンは、正確に逆位相になっている。
図５および図６に示した第１および第２の表示テストパターンを拡散スクリーン３０にともに表示し、複眼レンズ配列４０を通して第１および第２の拡大表示パターンを観察すると、第１および第２の拡大表示パターンは加算されて観察される。このとき、緑色表示素子２１４ｂが緑色表示素子２１４ａに対して正確にオフセットされていれば、第１および第２の拡大表示パターンは正確に逆位相であるため、直流成分のみが観察される。
一方、緑色表示素子２１４ａに対する緑色表示素子２１４ｂのオフセットが正確な位置からずれている場合は、第２の表示テストパターンの表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの正弦波パターンの位相がずれることにより第２の拡大表示パターンのレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの位相もずれ、第１および第２の拡大表示パターンを加算して観察した場合に、表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの成分が出現する。
一方、緑色表示素子２１４ａに対する緑色表示素子２１４ｂのオフセットが正確な位置からずれている場合は、第２の表示テストパターンの表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの正弦波パターンの位相がずれることにより第２の拡大表示パターンのレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの位相もずれ、第１および第２の拡大表示パターンを加算して観察した場合に、表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの成分が出現する。
つまり、デュアルグリーン光学ユニット２１から投射された第１および第２の表示パターンを複眼レンズ配列４０を通して拡大表示することにより、撮影装置５０は、高周波成分である表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐが複眼レンズ配列４０の各レンズで低域に折り返されたレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌを観察する。これにより、レンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌを観測する撮影装置５０のＭＴＦに関する要求性能を下げることができる。
複眼レンズ配列４０に正方格子配置型のレンズアレイを用いて水平方向の拡大表示テストパターンを観察すると、図７に示すように、複眼レンズ配列４０には、水平方向にレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの正弦波となる濃淡の分布が映し出される。同様にして、垂直方向の拡大表示テストパターンを観察すると、図８に示すように、複眼レンズ配列４０には、垂直方向にレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの正弦波となる濃淡の分布が映し出される。
また、複眼レンズ配列４０に俵積み配置型のレンズアレイを用いて水平方向の拡大表示テストパターンを観察すると図９に示すように、複眼レンズ配列４０には、レンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの正弦波に従って変化する水平方向の濃淡分布が映し出される。同様にして、垂直方向の拡大表示テストパターンを観察すると図１０に示すように、複眼レンズ配列４０には、レンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの正弦波に従って変化する垂直方向の濃淡分布が映し出される。
さらに、複眼レンズ配列４０にレンチキュラーレンズを用いて水平方向の拡大表示テストパターンを観察すると図１１に示すように、複眼レンズ配列４０には、レンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの正弦波に従って変化する水平方向の濃淡分布が映し出される。同様にして、垂直方向の拡大表示テストパターンを観察すると図１２に示すように、複眼レンズ配列４０には、レンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの正弦波に従って変化する垂直方向の濃淡分布が映し出される。
さらに、複眼レンズ配列４０にレンチキュラーレンズを用いて水平方向の拡大表示テストパターンを観察すると図１１に示すように、複眼レンズ配列４０には、レンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの正弦波に従って変化する水平方向の濃淡分布が映し出される。同様にして、垂直方向の拡大表示テストパターンを観察すると図１２に示すように、複眼レンズ配列４０には、レンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの正弦波に従って変化する垂直方向の濃淡分布が映し出される。
ここで、複眼レンズ配列４０をレンズアレイで構成した場合の拡大の限界値について説明する。式（５）によれば、式（４）においてｆｄｉｓｐ，ｌを一定に保つようにｎおよびｆｄｉｓｐ，ｐを同時に大きくすると、画素ずれ量の拡大率が大きくなることが分かる。緑色表示素子２１４ａに表示された式（１）で示されるテストパターンがレンズアレイの１番目からＬ番目の凸レンズによって低い周波数に折り返って表示された表示パターンは、式（８）で表される。
次に、撮影装置５０における、画素位置のずれ量の測定分解能について説明する。レンズアレイを構成するそれぞれの凸レンズが、ほぼ画素サイズの点を読み出すことのできる程度のＭＴＦを有する場合とする。この場合、サブ画素オーダの移動量についても輝度値の変化として連続的に読み出すことができる。そのため、ここでは、ノイズの影響を無視したときの理想的な表示分解能を無限小とみなす。その場合、理想的な画素の測定分解能Ｒｉｍは、表示パターンを撮影する撮影装置５０の階調Ｇｃによって式（９）のようにして求められる。
ここで、レンズアレイのピッチ（つまり、レンズアレイで低い周波数に折り返した表示テストパターンにおける画素に相当する）は１／ｆｌｅｎｓであり値としては大きいので、撮影装置５０の光学系のＭＴＦの影響は無視できる。
実際の画素の測定分解能にはシステム全体のＳ／Ｎ比である［Ｓ／Ｎ］ｓｙｓが影響する。カメラのＳ／Ｎ比を［Ｓ／Ｎ］ｃａｍとすると、このシステム全体のＳ／Ｎ比は式（１０）で表される。
実際の画素の測定分解能にはシステム全体のＳ／Ｎ比である［Ｓ／Ｎ］ｓｙｓが影響する。カメラのＳ／Ｎ比を［Ｓ／Ｎ］ｃａｍとすると、このシステム全体のＳ／Ｎ比は式（１０）で表される。
よって、実際の画素の測定分解能Ｒｒｅは式（１１）で表される。
レンズアレイにおける１番目からＬ番目の凸レンズの平均分解能は式（１２）で表される。
次に、撮影装置５０による複数回の撮影と複数列のレンズアレイを用いることによるＳ／Ｎ比の向上について説明する。ｍ列分のレンズアレイを用いると、システム全体のＳ／Ｎ比である［Ｓ／Ｎ］ｓｙｓを√ｍ倍することができる。さらに、撮影装置５０でｎ回撮影し、その平均値を測定に用いると、［Ｓ／Ｎ］ｓｙｓをさらに√ｎ倍することができる。
次に、第１の実施形態による投射型表示システムのメンテナンスモードにおける動作について説明する。図１３は、メンテナンスモードにおいて、デュアルグリーン投射型表示装置２０が緑色表示素子２１４ｂの水平方向の位置調整を行う処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１において、テストパターン出力部２２１は、テストパターン記憶部２２２から、前述した式（１），（２）に示した第１および第２のテストパターンデータをそれぞれ読み出して、第１のテストパターンデータを緑色表示素子２１４ａに供給し、第２のテストパターンデータを緑色表示素子２１４ｂに供給する。
次に、デュアルグリーン光学ユニット２１は、緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂに緑色光を照射することによって、緑色表示素子２１４ａに表示された第１の表示テストパターンから第１の緑色読出し光を出力させ、また、緑色表示素子２１４ｂに表示された第２の表示テストパターンから第２の緑色読出し光を出力させる。そして、デュアルグリーン光学ユニット２１は、第１および第２の緑色読出し光を、投射光学系２２０を通して投射光ＤＧとして投射する。
そして、拡散スクリーン３０は、投射された投射光ＤＧを拡散透過して投射面の反対側の面に第１および第２の表示テストパターンを表示する。つまり、当該反対側の面には合成テストパターンが表示される。さらに、当該反対側の面に配置された複眼レンズ配列４０は、第１および第２の表示テストパターンを拡大した第１および第２の拡大表示テストパターンを表示する。つまり、複眼レンズ配列４０には拡大合成テストパターンが表示される。
そして、拡散スクリーン３０は、投射された投射光ＤＧを拡散透過して投射面の反対側の面に第１および第２の表示テストパターンを表示する。つまり、当該反対側の面には合成テストパターンが表示される。さらに、当該反対側の面に配置された複眼レンズ配列４０は、第１および第２の表示テストパターンを拡大した第１および第２の拡大表示テストパターンを表示する。つまり、複眼レンズ配列４０には拡大合成テストパターンが表示される。
次に、ステップＳ２において、位置調整機構制御部２２３ｃは、水平方向移動機構部２２４ｘを制御して緑色表示素子２１４ｂを水平方向に粗移動させる。それとともに、撮影制御部２２３ａは、撮影装置５０を制御して、複眼レンズ配列４０に表示された拡大合成テストパターンを撮影装置５０にｋ回（ｋ≧３）撮影させて各撮像データを送信させ、これらを受信して画素ずれ検出部２２３ｂに供給する。
つまり、位置調整機構制御部２２３ｃは、水平方向移動機構部２２４ｘを制御して、緑色表示素子２１４ｂを現在位置から水平方向の一方の向きに例えば０．００５画素分ずつｋ回粗移動させる。その移動ごとに、撮影制御部２２３ａは、撮影装置５０を制御して、複眼レンズ配列４０に表示された拡大合成テストパターンを撮影装置５０に撮影させて撮像データを送信させ、これを受信する。その結果、撮影制御部２２３ａは、ｋ回の粗移動によって移動された位置それぞれにおける撮像データを撮影装置５０から取得する。
つまり、位置調整機構制御部２２３ｃは、水平方向移動機構部２２４ｘを制御して、緑色表示素子２１４ｂを現在位置から水平方向の一方の向きに例えば０．００５画素分ずつｋ回粗移動させる。その移動ごとに、撮影制御部２２３ａは、撮影装置５０を制御して、複眼レンズ配列４０に表示された拡大合成テストパターンを撮影装置５０に撮影させて撮像データを送信させ、これを受信する。その結果、撮影制御部２２３ａは、ｋ回の粗移動によって移動された位置それぞれにおける撮像データを撮影装置５０から取得する。
次に、ステップＳ３において、画素ずれ検出部２２３ｂは、ｋ枚の撮像データそれぞれについて水平方向の高速フーリエ変換処理を行って、ｋ個のレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの成分を抽出する。
次に、ステップＳ４において、画素ずれ検出部２２３ｂは、ｋ個のレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの成分について、２次多項式（ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ）によるフィッティング曲線を算出する。このフィッティング曲線の算出方法は周知であるため、ここではその説明を省略する。
次に、ステップＳ４において、画素ずれ検出部２２３ｂは、ｋ個のレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの成分について、２次多項式（ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ）によるフィッティング曲線を算出する。このフィッティング曲線の算出方法は周知であるため、ここではその説明を省略する。
次に、ステップＳ５において、画素ずれ検出部２２３ｂは、算出したフィッティング曲線について、ｋ個のレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの成分を含む移動範囲の区間に極小値の存在する点が含まれるか否かを判定し、極小値の存在する点があると判定した場合は、粗調整が完了したと判断してステップＳ６の処理に移る。一方、ステップＳ５の処理において、極小値の存在する点がないと判定した場合は、粗調整は完了していないと判断してステップＳ２の処理に戻る。移動範囲の区間においてフィッティング曲線が単調増加または単調減少の場合には、画素ずれ検出部２２３ｂは、同区間には極小点がないと判定する。
ステップＳ６において、位置調整機構制御部２２３ｃは、フィッティング曲線における極小値に対応するレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌが抽出された位置に緑色表示素子２１４ｂを移動させるよう、水平方向移動機構部２２４ｘを駆動させる。
次に、ステップＳ７において、位置調整機構制御部２２３ｃは、水平方向移動機構部２２４ｘを制御して緑色表示素子２１４ｂを水平方向に微細移動させる。それとともに、撮影制御部２２３ａは、撮影装置５０を制御して、複眼レンズ配列４０に表示された拡大合成テストパターンを撮影装置５０に３回撮影させて各撮像データを送信させ、これらを受信して画素ずれ検出部２２３ｂに供給する。
つまり、位置調整機構制御部２２３ｃは、水平方向移動機構部２２４ｘを制御して、緑色表示素子２１４ｂを、現在位置を中心位置として水平方向に例えば±０．００１画素分だけ微細移動させる。その移動ごとに、撮影制御部２２３ａは、撮影装置５０を制御して、複眼レンズ配列４０に表示された拡大合成テストパターンを撮影装置５０に撮影させて撮像データを送信させ、これを受信する。その結果、撮影制御部２２３ａは、−０．００１画素の位置、中心位置である±０画素の位置、および＋０．００１画素の位置それぞれにおける撮像データを撮影装置５０から取得する。
つまり、位置調整機構制御部２２３ｃは、水平方向移動機構部２２４ｘを制御して、緑色表示素子２１４ｂを、現在位置を中心位置として水平方向に例えば±０．００１画素分だけ微細移動させる。その移動ごとに、撮影制御部２２３ａは、撮影装置５０を制御して、複眼レンズ配列４０に表示された拡大合成テストパターンを撮影装置５０に撮影させて撮像データを送信させ、これを受信する。その結果、撮影制御部２２３ａは、−０．００１画素の位置、中心位置である±０画素の位置、および＋０．００１画素の位置それぞれにおける撮像データを撮影装置５０から取得する。
次に、ステップＳ８において、画素ずれ検出部２２３ｂは、３枚の撮像データそれぞれについて水平方向の高速フーリエ変換処理を行って、３個のレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの成分を抽出する。
次に、ステップＳ９において、画素ずれ検出部２２３ｂは、第２’（ダッシュ）の撮像データに対応するレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの成分が最小であるか否かを判定し、最小であると判定した場合は、微細調整が完了したと判断してステップＳ１０の処理に移る。一方、ステップＳ９の処理において、最小でないと判定した場合は、微細調整は完了していないと判断してステップＳ１１の処理に移る。
次に、ステップＳ９において、画素ずれ検出部２２３ｂは、第２’（ダッシュ）の撮像データに対応するレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの成分が最小であるか否かを判定し、最小であると判定した場合は、微細調整が完了したと判断してステップＳ１０の処理に移る。一方、ステップＳ９の処理において、最小でないと判定した場合は、微細調整は完了していないと判断してステップＳ１１の処理に移る。
ステップＳ１０において、位置調整機構制御部２２３ｃは、最小値のレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌが抽出された位置に緑色表示素子２１４ｂを移動させるよう、水平方向移動機構部２２４ｘを駆動させてこのフローチャートの処理を終了する。
また、ステップＳ１１において、位置調整機構制御部２２３ｃは、水平方向移動機構部２２４ｘを制御して、ステップＳ８の処理において抽出した３個のレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの成分のうち最小のレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌが抽出された位置の方向に、例えば０．００１画素分だけ緑色表示素子２１４ｂを微細移動させてからステップＳ７の処理に戻る。
また、ステップＳ１１において、位置調整機構制御部２２３ｃは、水平方向移動機構部２２４ｘを制御して、ステップＳ８の処理において抽出した３個のレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの成分のうち最小のレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌが抽出された位置の方向に、例えば０．００１画素分だけ緑色表示素子２１４ｂを微細移動させてからステップＳ７の処理に戻る。
デュアルグリーン投射型表示装置２０は、緑色表示素子２１４ｂの水平方向の位置調整を行った後、これと同様な手順によって緑色表示素子２１４ｂの垂直方向の位置調整を行う。
以上説明したとおり、本発明の第１の実施形態によれば、第１および第２の緑色画像の画素ずらし表示を行うために緑色表示素子２１４ａに対してオフセットした緑色表示素子２１４ｂのオフセット誤差を自動的に且つ高精度に検出して調整することができる。
また、第１の実施形態では、拡散スクリーン３０に表示される表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐのパターンを、複眼レンズ配列４０を通して拡大しレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌのパターンとして撮影または観察することができる。したがって、第１の実施形態によれば、従来と同等精度のオフセット誤差の検出を、従来よりもＭＴＦ性能が低い撮影装置を用いて行うことができる。
また、第１の実施形態では、拡散スクリーン３０に表示される表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐのパターンを、複眼レンズ配列４０を通して拡大しレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌのパターンとして撮影または観察することができる。したがって、第１の実施形態によれば、従来と同等精度のオフセット誤差の検出を、従来よりもＭＴＦ性能が低い撮影装置を用いて行うことができる。
［第２の実施形態］
上述した第１の実施形態では、第１および第２のテストパターンデータとして正弦波パターンを用いた例について説明した。第２の実施形態では、第１および第２のテストパターンデータとして二次関数を用いる例について説明する。
なお、第２の実施形態における投射型表示システムのハードウェア構成は、第１の実施形態における投射型表示システム１の構成と同一であるため、その説明を省略する。
上述した第１の実施形態では、第１および第２のテストパターンデータとして正弦波パターンを用いた例について説明した。第２の実施形態では、第１および第２のテストパターンデータとして二次関数を用いる例について説明する。
なお、第２の実施形態における投射型表示システムのハードウェア構成は、第１の実施形態における投射型表示システム１の構成と同一であるため、その説明を省略する。
第２の実施形態におけるテストパターンについて説明する。本実施形態におけるテストパターンは、１／ｆｏｒｇ周期の第１のテストパターンデータ（第１の放物線データ）とこれから半周期だけ位相をずらした第２のテストパターンデータ（第２の放物線データ）である。この場合、第１のテストパターンデータが供給された緑色表示素子２１４ａに表示された第１の表示テストパターンが、投射光学系２２０を通して拡散スクリーン３０に投射表示され、複眼レンズ配列４０を通して拡大表示されたときの、表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐとレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌとの関係は図１４のようになる。
同図において、横軸は水平方向または垂直方向の位置を表し、縦軸は輝度を表す。同図に示すように、拡散スクリーン３０には、緑色表示素子２１４ａから出力され投射光学系２２０を通して投射された第１の表示テストパターンが、表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの第１の放物線パターンとして表示される。また、第１の表示テストパターンの表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐは、複眼レンズ配列４０の各レンズによって同図に示すような低域周波数成分である第１の拡大表示テストパターンのレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌに折り返される。
同図において、横軸は水平方向または垂直方向の位置を表し、縦軸は輝度を表す。同図に示すように、拡散スクリーン３０には、緑色表示素子２１４ａから出力され投射光学系２２０を通して投射された第１の表示テストパターンが、表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの第１の放物線パターンとして表示される。また、第１の表示テストパターンの表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐは、複眼レンズ配列４０の各レンズによって同図に示すような低域周波数成分である第１の拡大表示テストパターンのレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌに折り返される。
また、第２のテストパターンデータが供給された緑色表示素子２１４ｂに表示された第２の表示テストパターンが、投射光学系２２０を通して拡散スクリーン３０に投射表示され、複眼レンズ配列４０を通して拡大表示されたときの、表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐとレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌとの関係は図１５のようになる。
同図において、横軸は水平方向または垂直方向の位置を表し、縦軸は輝度を表す。同図に示すように、拡散スクリーン３０には、緑色表示素子２１４ｂから出力され投射光学系２２０を通して投射された第２の表示テストパターンが、表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの第２の放物線パターンとして表示される。オフセットが正確に０．５画素分である場合、上記の第１および第２の表示テストパターンは正確に逆位相になる。
第２の表示テストパターンの表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐは、複眼レンズ配列４０の各レンズによって同図に示すような低域周波数成分である第２の拡大表示テストパターンのレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌに折り返される。
同図において、横軸は水平方向または垂直方向の位置を表し、縦軸は輝度を表す。同図に示すように、拡散スクリーン３０には、緑色表示素子２１４ｂから出力され投射光学系２２０を通して投射された第２の表示テストパターンが、表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの第２の放物線パターンとして表示される。オフセットが正確に０．５画素分である場合、上記の第１および第２の表示テストパターンは正確に逆位相になる。
第２の表示テストパターンの表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐは、複眼レンズ配列４０の各レンズによって同図に示すような低域周波数成分である第２の拡大表示テストパターンのレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌに折り返される。
図１４および図１５に示した第１および第２の表示テストパターンを拡散スクリーン３０にともに表示し、複眼レンズ配列４０を通して第１および第２の拡大表示テストパターンを観察すると、図１６に示すように、第１の拡大表示テストパターン（実線）と第２の拡大表示テストパターン（破線）とが加算されて観察される。同図において、横軸は水平方向または垂直方向の位置を表し、縦軸は輝度を表す。
このとき、緑色表示素子２１４ｂが緑色表示素子２１４ａに対して正確にオフセットされていれば、第１および第２の拡大表示テストパターンは正確に逆位相であるため、加算された拡大表示テストパターンのピークが等間隔になる。
このとき、緑色表示素子２１４ｂが緑色表示素子２１４ａに対して正確にオフセットされていれば、第１および第２の拡大表示テストパターンは正確に逆位相であるため、加算された拡大表示テストパターンのピークが等間隔になる。
一方、緑色表示素子２１４ａに対する緑色表示素子２１４ｂのオフセットが正確な位置からずれている場合は、第２の表示テストパターンの表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの放物線パターンの位相がずれることにより第２の拡大表示テストパターンのレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの位相もずれ、第１の拡大表示テストパターンと第２の拡大表示テストパターンとを加算して観察した場合に、加算された拡大表示テストパターンのピークの間隔に偏りが生じる。
次に、第２の実施形態による投射型表示システム１のメンテナンスモードにおける動作について説明する。図１７は、メンテナンスモードにおいて、デュアルグリーン投射型表示装置２０が緑色表示素子２１４ｂの水平方向の位置調整を行う処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１１において、テストパターン出力部２２１は、テストパターン記憶部２２２から、１／ｆｏｒｇ周期の第１のテストパターンデータとこれから半周期だけ位相をずらした第２のテストパターンデータとをそれぞれ読み出して、第１のテストパターンデータを緑色表示素子２１４ａに供給し、第２のテストパターンデータを緑色表示素子２１４ｂに供給する。
次に、デュアルグリーン光学ユニット２１は、緑色表示素子２１４ａ，２１４ｂに緑色光を照射することによって、緑色表示素子２１４ａに表示された第１の表示テストパターンから第１の緑色読出し光を出力させ、また、緑色表示素子２１４ｂに表示された第２の表示テストパターンから第２の緑色読出し光を出力させる。そして、デュアルグリーン光学ユニット２１は、第１および第２の緑色読出し光を、投射光学系２２０を通して投射光ＤＧとして投射する。
そして、拡散スクリーン３０は、投射された投射光ＤＧを拡散透過して投射面の反対側の面に第１および第２の表示テストパターンを表示する。つまり、当該反対側の面には合成テストパターンが表示される。さらに、当該反対側の面に配置された複眼レンズ配列４０は、第１および第２の表示テストパターンを拡大した第１および第２の拡大表示テストパターンを表示する。つまり、複眼レンズ配列４０には拡大合成テストパターンが表示される。
そして、拡散スクリーン３０は、投射された投射光ＤＧを拡散透過して投射面の反対側の面に第１および第２の表示テストパターンを表示する。つまり、当該反対側の面には合成テストパターンが表示される。さらに、当該反対側の面に配置された複眼レンズ配列４０は、第１および第２の表示テストパターンを拡大した第１および第２の拡大表示テストパターンを表示する。つまり、複眼レンズ配列４０には拡大合成テストパターンが表示される。
次のステップＳ１２の処理は、第１の実施形態におけるステップＳ２の処理と同一であるため、その説明を省略する。
次に、ステップＳ１３において、画素ずれ検出部２２３ｂは、ｋ枚の撮像データそれぞれについて輝度分布に基づくフィッティング曲線を算出し、フィッティング曲線ごとに輝度のピーク位置を検出してピーク位置間隔のばらつき（例えば、統計における分散）を算出する。
次に、ステップＳ１３において、画素ずれ検出部２２３ｂは、ｋ枚の撮像データそれぞれについて輝度分布に基づくフィッティング曲線を算出し、フィッティング曲線ごとに輝度のピーク位置を検出してピーク位置間隔のばらつき（例えば、統計における分散）を算出する。
次に、ステップＳ１４において、画素ずれ検出部２２３ｂは、算出したピーク位置間隔のばらつきが極小となる結果があるか否かを判定し、極小となる結果があると判定した場合は、粗調整が完了したと判断してステップＳ１５の処理に移る。一方、ステップＳ１４の処理において、極小となる結果がないと判定した場合は、粗調整は完了していないと判断してステップＳ１２の処理に戻る。
ステップＳ１５において、位置調整機構制御部２２３ｃは、ピーク位置間隔のばらつきが極小となるフィッティング曲線に対応する位置に緑色表示素子２１４ｂを移動させるよう、水平方向移動機構部２２４ｘを駆動させる。
次のステップＳ１６の処理は、第１の実施形態におけるステップＳ７の処理と同一であるため、その説明を省略する。
次に、ステップＳ１７において、画素ずれ検出部２２３ｂは、３枚の撮像データそれぞれについて輝度分布に基づく輝度ピークの間隔を測定し、ピーク位置間隔のばらつき（例えば、統計における分散）を算出する。
次に、ステップＳ１８において、画素ずれ検出部２２３ｂは、算出したピーク位置間隔のばらつきが極小となる結果があるか否かを判定し、極小となる結果があると判定した場合は、微細調整が完了したと判断してステップＳ１９の処理に移る。一方、ステップＳ１８の処理において、極小となる結果がないと判定した場合は、微細調整は完了していないと判断してステップＳ２０の処理に移る。
次に、ステップＳ１７において、画素ずれ検出部２２３ｂは、３枚の撮像データそれぞれについて輝度分布に基づく輝度ピークの間隔を測定し、ピーク位置間隔のばらつき（例えば、統計における分散）を算出する。
次に、ステップＳ１８において、画素ずれ検出部２２３ｂは、算出したピーク位置間隔のばらつきが極小となる結果があるか否かを判定し、極小となる結果があると判定した場合は、微細調整が完了したと判断してステップＳ１９の処理に移る。一方、ステップＳ１８の処理において、極小となる結果がないと判定した場合は、微細調整は完了していないと判断してステップＳ２０の処理に移る。
ステップＳ１９において、位置調整機構制御部２２３ｃは、ピーク位置間隔のばらつきが極小となる位置に緑色表示素子２１４ｂを移動させるよう、水平方向移動機構部２２４ｘを駆動させてこのフローチャートの処理を終了する。
また、ステップＳ２０において、位置調整機構制御部２２３ｃは、水平方向移動機構部２２４ｘを制御して、ステップＳ１７の処理において算出した３種類のピーク位置間隔のばらつきのうちばらつきが小さくなるピーク位置間隔に対応する位置の方向に、例えば０．００１画素分だけ緑色表示素子２１４ｂを微細移動させてからステップＳ１６の処理に戻る。
また、ステップＳ２０において、位置調整機構制御部２２３ｃは、水平方向移動機構部２２４ｘを制御して、ステップＳ１７の処理において算出した３種類のピーク位置間隔のばらつきのうちばらつきが小さくなるピーク位置間隔に対応する位置の方向に、例えば０．００１画素分だけ緑色表示素子２１４ｂを微細移動させてからステップＳ１６の処理に戻る。
デュアルグリーン投射型表示装置２０は、緑色表示素子２１４ｂの水平方向の位置調整を行った後、これと同様な手順によって緑色表示素子２１４ｂの垂直方向の位置調整を行う。
以上説明したとおり、本発明の第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、第１および第２の緑色画像の画素ずらし表示を行うために緑色表示素子２１４ａに対してオフセットした緑色表示素子２１４ｂのオフセット誤差を自動的に且つ高精度に検出して調整することができる。
また、第２の実施形態では、拡散スクリーン３０に表示される表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐのパターンを、複眼レンズ配列４０を通して拡大しレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌのパターンとして撮影または観察することができる。したがって、第２の実施形態によれば、従来と同等精度のオフセット誤差の検出を、従来よりもＭＴＦ性能が低い撮影装置を用いて行うことができる。
また、第２の実施形態では、拡散スクリーン３０に表示される表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐのパターンを、複眼レンズ配列４０を通して拡大しレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌのパターンとして撮影または観察することができる。したがって、第２の実施形態によれば、従来と同等精度のオフセット誤差の検出を、従来よりもＭＴＦ性能が低い撮影装置を用いて行うことができる。
［第３の実施形態］
上述した第２の実施形態では、二次関数による第１および第２のテストパターンデータとして、１／ｆｏｒｇ周期の第１の放物線データとこれから半周期だけ位相をずらした第２の放物線データを用いた例について説明した。第３の実施形態では、二次関数によるテストパターンデータのバリエーションについて説明する。
なお、第３の実施形態における投射型表示システムのハードウェア構成は、第１の実施形態における投射型表示システム１の構成と同一であるため、その説明を省略する。
上述した第２の実施形態では、二次関数による第１および第２のテストパターンデータとして、１／ｆｏｒｇ周期の第１の放物線データとこれから半周期だけ位相をずらした第２の放物線データを用いた例について説明した。第３の実施形態では、二次関数によるテストパターンデータのバリエーションについて説明する。
なお、第３の実施形態における投射型表示システムのハードウェア構成は、第１の実施形態における投射型表示システム１の構成と同一であるため、その説明を省略する。
第３の実施形態におけるテストパターンについて説明する。第３の実施形態におけるテストパターンは、１／ｆｏｒｇ周期のパターンであって、前半分の期間のみに放物線を描き後半分の期間は０レベルである第１のテストパターンデータ（第１の放物線データ）とこれから半周期だけ位相をずらした第２のテストパターンデータ（第２の放物線データ）である。この場合、第１のテストパターンデータが供給された緑色表示素子２１４ａに表示された第１の表示テストパターンが、投射光学系２２０を通して拡散スクリーン３０に投射表示され、複眼レンズ配列４０を通して拡大表示されたときの、表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐとレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌとの関係は図１８のようになる。同図において、横軸は水平方向または垂直方向の位置を表し、縦軸は輝度を表す。
同図に示すように、拡散スクリーン３０には、緑色表示素子２１４ａから出力され投射光学系２２０を通して投射された第１の表示テストパターンが、表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの第１の放物線パターンとして表示される。また、第１の表示テストパターンの表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐは、複眼レンズ配列４０の各レンズによって同図に示すような低域周波数成分である第１の拡大表示テストパターンのレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌに折り返される。
同図に示すように、拡散スクリーン３０には、緑色表示素子２１４ａから出力され投射光学系２２０を通して投射された第１の表示テストパターンが、表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの第１の放物線パターンとして表示される。また、第１の表示テストパターンの表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐは、複眼レンズ配列４０の各レンズによって同図に示すような低域周波数成分である第１の拡大表示テストパターンのレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌに折り返される。
また、第２のテストパターンデータが供給された緑色表示素子２１４ｂに表示された第２の表示テストパターンが、投射光学系２２０を通して拡散スクリーン３０に投射表示され、複眼レンズ配列４０を通して拡大表示されたときの、表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐとレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌとの関係は図１９のようになる。同図において、横軸は水平方向または垂直方向の位置を表し、縦軸は輝度を表す。
同図に示すように、拡散スクリーン３０には、緑色表示素子２１４ｂから出力され投射光学系２２０を通して投射された第２の表示テストパターンが、表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの第２の放物線パターンとして表示される。オフセットが正確に０．５画素分である場合、上記の第１および第２の表示テストパターンは正確に逆位相になる。
第２の表示テストパターンの表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐは、複眼レンズ配列４０の各レンズによって同図に示すような低域周波数成分である第２の拡大表示テストパターンのレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌに折り返される。
同図に示すように、拡散スクリーン３０には、緑色表示素子２１４ｂから出力され投射光学系２２０を通して投射された第２の表示テストパターンが、表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの第２の放物線パターンとして表示される。オフセットが正確に０．５画素分である場合、上記の第１および第２の表示テストパターンは正確に逆位相になる。
第２の表示テストパターンの表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐは、複眼レンズ配列４０の各レンズによって同図に示すような低域周波数成分である第２の拡大表示テストパターンのレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌに折り返される。
図１８および図１９に示した第１および第２の表示テストパターンを拡散スクリーン３０にともに表示し、複眼レンズ配列４０を通して第１および第２の拡大表示テストパターンを観察すると、図２０に示すように、第１の拡大表示テストパターン（実線）と第２の拡大表示テストパターン（破線）とが加算されて観察される。同図において、横軸は水平方向または垂直方向の位置を表し、縦軸は輝度を表す。
このとき、緑色表示素子２１４ｂが緑色表示素子２１４ａに対して正確にオフセットされていれば、第１および第２の拡大表示テストパターンは正確に逆位相であるため、加算された拡大表示テストパターンのピークが等間隔になる。
このとき、緑色表示素子２１４ｂが緑色表示素子２１４ａに対して正確にオフセットされていれば、第１および第２の拡大表示テストパターンは正確に逆位相であるため、加算された拡大表示テストパターンのピークが等間隔になる。
一方、緑色表示素子２１４ａに対する緑色表示素子２１４ｂのオフセットが正確な位置からずれている場合は、第２の表示テストパターンの表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐの放物線パターンの位相がずれることにより第２の拡大表示テストパターンのレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌの位相もずれ、第１の拡大表示テストパターンと第２の拡大表示テストパターンとを加算して観察した場合に、加算された拡大表示テストパターンのピークの間隔に偏りが生じる。
本実施形態において、緑色表示素子２１４ｂが緑色表示素子２１４ａに対して正確にオフセットされている場合に観察される加算された拡大表示テストパターンのピーク間隔は、第２実施形態において正確にオフセットされている場合に観察されるピーク間隔に対して２倍の値となる。
第３の実施形態による投射型表示システムのメンテナンスモードにおける処理手順は、前述した第２の実施形態における処理手順と同様であるため、ここでは説明を省略する。
以上説明したとおり、本発明の第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、第１および第２の緑色画像の画素ずらし表示を行うために緑色表示素子２１４ａに対してオフセットした緑色表示素子２１４ｂのオフセット誤差を自動的に且つ高精度に検出して調整することができる。
また、第３の実施形態では、拡散スクリーン３０に表示される表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐのパターンを、複眼レンズ配列４０を通して拡大しレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌのパターンとして撮影または観察することができる。したがって、第３の実施形態によれば、従来と同等精度のオフセット誤差の検出を、従来よりもＭＴＦ性能が低い撮影装置を用いて行うことができる。
さらに、第３の実施形態におけるピーク位置間隔は、第２の実施形態におけるピーク位置間隔の２倍の周期であるため、目視による位置ずれ測定および調整をすることに適している。
また、第３の実施形態では、拡散スクリーン３０に表示される表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｐのパターンを、複眼レンズ配列４０を通して拡大しレンズ表示周波数ｆｄｉｓｐ，ｌのパターンとして撮影または観察することができる。したがって、第３の実施形態によれば、従来と同等精度のオフセット誤差の検出を、従来よりもＭＴＦ性能が低い撮影装置を用いて行うことができる。
さらに、第３の実施形態におけるピーク位置間隔は、第２の実施形態におけるピーク位置間隔の２倍の周期であるため、目視による位置ずれ測定および調整をすることに適している。
なお、インテグラル・フォトグラフィの原理を応用した立体映像を画素ずらし表示方式によって表示させる場合、立体表示させるためのレンズアレイを、本発明の各実施形態における複眼レンズ配列４０としてそのまま用いることができる。つまり、本発明の各実施形態はインテグラル・フォトグラフィの原理に基づく立体映像表示との親和性が高い。
また、本発明の各実施形態では、デュアルグリーン投射型表示装置２０が水平方向および垂直方向、またはいずれか一方の方向に一定周期で輝度変化するテストパターンを表示すると、投射光学系全体としての投射歪みの様子を拡大して表示することができる。例えば、図２３に示すような水平方向や、図２４に示すような垂直方向をそれぞれ観察・測定することもできるし、図２５に示すような水平方向および垂直方向を同時に観察・測定することもできる。図２５の表示例によれば、投射された画像は画面の垂直方向には糸巻き型歪みがあり、水平方向には樽型歪みがあることが一目でわかる。
また、本発明の各実施形態では、水平方向の位置ずれの検出および調整と垂直方向の位置ずれの検出および調整とを別々に行う例を説明した。別の実施形態として、テストパターンを領域分割して水平方向および垂直方向それぞれの濃度分布のパターンデータを設けるようにしてもよい。
例えば、図２１は、テストパターン全体を４分割して、図面上左上および右下を水平方向の測定用パターンとし、図面上右上および左下を垂直方向の測定用パターンとした場合に、レンズアレイを通して観察される輝度を模式的に表した図である。
また、図２２は、上記の４分割したテストパターンがレンチキュラーレンズを通して観察される様子を模式的に表した図である。レンチキュラーレンズは、前述したように２枚のレンチキュラーレンズをシリンドリカルレンズが直交するように重ね合わせて用いてもよいし、１枚のレンチキュラーレンズ全体を４つの領域に分割して、隣接する分割領域におけるシリンドリカルレンズの列が直交するように配列させて形成したものを用いてもよい。
なお、分割数は上記の４分割に限らず９分割や１６分割等、任意の数であってよい。
例えば、図２１は、テストパターン全体を４分割して、図面上左上および右下を水平方向の測定用パターンとし、図面上右上および左下を垂直方向の測定用パターンとした場合に、レンズアレイを通して観察される輝度を模式的に表した図である。
また、図２２は、上記の４分割したテストパターンがレンチキュラーレンズを通して観察される様子を模式的に表した図である。レンチキュラーレンズは、前述したように２枚のレンチキュラーレンズをシリンドリカルレンズが直交するように重ね合わせて用いてもよいし、１枚のレンチキュラーレンズ全体を４つの領域に分割して、隣接する分割領域におけるシリンドリカルレンズの列が直交するように配列させて形成したものを用いてもよい。
なお、分割数は上記の４分割に限らず９分割や１６分割等、任意の数であってよい。
また、本発明の各実施形態では、赤色表示素子および青色表示素子を備えたＲＢ投射型表示装置１０と第１および第２の緑色表示素子を備えたデュアルグリーン投射型表示素子とを用いて４系統の色を投射する例について説明した。これ以外にも、これら４系統の色の読出し光を出力する４つの表示素子を１つの光学ユニットに設けた投射型表示装置に、本発明の各実施形態における表示素子位置調整装置を適用してもよい。
また、本発明の各実施形態では、表示素子位置調整装置２２は、第１および第２のテストパターンデータをテストパターン記憶部２２２に予め記憶しておき、テストパターン出力部２２１がテストパターン記憶部２２２から第１および第２のテストパターンデータを読み出してデュアルグリーン光学ユニット２１に供給する構成であった。その他の実施形態として、表示素子位置調整装置２２は、テストパターン記憶部のかわりに、テストパターン生成部と、外部から空間周波数ｆｏｒｇ（ｆｎｙｑ，ｐ＜ｆｏｒｇ＜２ｆｎｙｑ，ｐ）の値を入力してテストパターン生成部に供給する入力部とを備えるようにしてもよい。このように構成した場合、デュアルグリーン投射型表示装置は、メンテナンスモード時に、外部から入力部に入力された空間周波数ｆｏｒｇの値を用いてテストパターン生成部において第１および第２のテストパターンデータを計算して用いる。このように構成することにより、ｆｏｒｇとして任意の周波数値を選択することができるため、拡散スクリーン３０に表示される第１および第２の表示テストパターンの表示状態を微調整することができる。
また、テストパターンは、輝度の濃度分布を表すパターンにすることが望ましいため、上述した正弦波関数によるパターン、二次関数によるパターン以外にも、例えば、余弦二乗関数によるパターンを用いることができる。余弦二乗関数によるパターンは余弦二乗曲線に変曲点を有し二次関数とはカーブが異なるが、ピーク位置間隔をフィッティング曲線によって容易に求めることができる。
また、三角波やパルス波等の一定周期を有するパターンを用いることもできる。
また、三角波やパルス波等の一定周期を有するパターンを用いることもできる。
また、本発明の各実施形態では、テストパターン出力部２２２は水平方向または垂直方向の画素のサンプリング周波数ｆｐａｎｅｌの近傍の周波数である空間周波数ｆｏｒｇを第１および第２のテストパターンデータに与えたが、これ以外にも、ナイキスト周波数ｆｎｙｑ，ｐで低域側に折り返した後の空間周波数を第１および第２のテストパターンデータに与えるようにしてもよい。
また、本発明の各実施形態では、位置調整機構部２２４は水平方向移動機構部２２４ｘと垂直方向移動機構部２２４ｙを備える構成を説明した。これ以外にも、緑色表示素子２１４ｂの緑色読出し光の光軸を中心とした回転方向のずれを検出する回転方向ずれ検出部と、回転方向ずれを補正する回転方向移動機構部とを併せて設けるようにしてもよい。回転方向ずれ検出部は、画像上の離間した２点において、折返しによって生じた正弦波の大きさを測定して比較することにより、緑色表示素子２１４ｂの回転方向ずれを検出する。
すなわち、表示テストパターンの濃淡が変化する方向の軸をｘ軸とし、画面上でｘ軸に直交する軸をｙ軸とする。回転方向ずれ検出部が、画面上の２点（ｘａ，ｙａ）および（ｘｂ、ｙｂ）について、それぞれの正規の画素位置からのｘ軸方向のずれ量であるΔｘａおよびΔｘｂを測定すると、緑色表示素子２１４ａに対する緑色表示素子２１４ｂの回転量θは、式（１３）で表される。但し、回転中心からそれぞれの点までの距離は等しく、回転中心を含む３点は同一直線状に存在するものとする。
すなわち、表示テストパターンの濃淡が変化する方向の軸をｘ軸とし、画面上でｘ軸に直交する軸をｙ軸とする。回転方向ずれ検出部が、画面上の２点（ｘａ，ｙａ）および（ｘｂ、ｙｂ）について、それぞれの正規の画素位置からのｘ軸方向のずれ量であるΔｘａおよびΔｘｂを測定すると、緑色表示素子２１４ａに対する緑色表示素子２１４ｂの回転量θは、式（１３）で表される。但し、回転中心からそれぞれの点までの距離は等しく、回転中心を含む３点は同一直線状に存在するものとする。
また、上述した実施形態である表示素子位置調整装置の位置ずれ調整部の制御機能をコンピュータで実現するようにしてもよい。この場合、その制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や周辺機器のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、光ディスク、メモリカード等の可搬型記録媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持するものを含んでもよい。また上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせにより実現するものであってもよい。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
１ 投射型表示システム
１０ ＲＢ投射型表示装置
２０ デュアルグリーン投射型表示装置
２１ デュアルグリーン光学ユニット
２２ 表示素子位置調整装置
３０ 拡散スクリーン
４０ 複眼レンズ配列
５０ 撮影装置
２１１ ダイクロイック素子
２１２ 板状ＰＢＳ
２１３，２１５，２１８ ＰＢＳ
２１４ａ，２１４ｂ 緑色表示素子
２１６，２１９ λ／２板
２１７ 支持部
２２０ 投射光学系
２２１ テストパターン記憶部
２２２ テストパターン出力部
２２３ 位置ずれ調整部
２２３ａ 撮影制御部
２２３ｂ オフセット誤差検出部
２２３ｃ 位置調整機構制御部
２２４ 位置調整機構部
２２４ｘ 水平方向移動機構部
２２４ｙ 垂直方向移動機構部
１０ ＲＢ投射型表示装置
２０ デュアルグリーン投射型表示装置
２１ デュアルグリーン光学ユニット
２２ 表示素子位置調整装置
３０ 拡散スクリーン
４０ 複眼レンズ配列
５０ 撮影装置
２１１ ダイクロイック素子
２１２ 板状ＰＢＳ
２１３，２１５，２１８ ＰＢＳ
２１４ａ，２１４ｂ 緑色表示素子
２１６，２１９ λ／２板
２１７ 支持部
２２０ 投射光学系
２２１ テストパターン記憶部
２２２ テストパターン出力部
２２３ 位置ずれ調整部
２２３ａ 撮影制御部
２２３ｂ オフセット誤差検出部
２２３ｃ 位置調整機構制御部
２２４ 位置調整機構部
２２４ｘ 水平方向移動機構部
２２４ｙ 垂直方向移動機構部
Claims (3)
- 第１の画像の読出し光を出力する第１の表示素子と、
第２の画像の読出し光を出力する第２の表示素子と、
前記第１および第２の画像の読出し光を投射する投射光学系と、
前記投射された第１および第２の画像の読出し光が投影された投影面において、前記第１および第２の画像が水平方向および垂直方向のうち少なくとも一方の方向に所定画素分オフセットして表示されるように、前記第１および第２の表示素子を支持する支持部と、
前記一方の方向に所定の表示周波数で同一パターンを繰り返す前記第１の画像を表示させる第１のテストパターンデータを前記第１の表示素子に供給するとともに、前記一方の方向に前記所定の表示周波数で同一パターンを繰り返す画像であって且つ前記第１の画像と逆位相である前記第２の画像を表示させる第２のテストパターンデータを前記第２の表示素子に供給するテストパターン出力部と、
前記一方の方向に所定のレンズ周波数で繰り返すよう平面状に集束レンズを配列した複眼レンズ配列部と、
を備え、
前記所定の表示周波数は、前記所定のレンズ周波数のｎ倍（ｎは正整数）の近傍の値であり、
前記第１および第２のテストパターンデータは、前記第１および第２の表示素子のナイキスト周波数とこのナイキスト周波数の２倍の周波数との間の値である所定周波数のパターンに基づいて生成されるデータである、
投射型表示装置。 - 前記支持部に支持された前記第１または第２の表示素子の位置を、前記一方の方向におけるオフセット量を変更するよう調整する位置調整機構部と、
前記複眼レンズ配列部に表示された、所定のレンズ表示周波数の周波数成分を撮像する撮影部と、
前記撮影部で撮像された撮像データに基づいて、前記第１および第２の画像の前記一方の方向における所望のオフセット量からのずれを検出するオフセット誤差検出部と、
前記オフセット誤差検出部によるずれの検出結果に基づいて、前記位置調整機構部を駆動制御する位置調整機構制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の投射型表示装置。 - 表示画面上水平方向および垂直方向のうち少なくとも一方の方向に所定の表示周波数で同一パターンを繰り返す第１の画像を表示させる第１のテストパターンデータを第１の表示素子に供給し、前記一方の方向に前記所定の表示周波数で同一パターンを繰り返す画像であって且つ前記第１の画像と逆位相である第２の画像を表示させる第２のテストパターンデータを第２の表示素子に供給するステップと、
前記第１および第２の表示素子からの前記第１および第２の画像の読出し光を投射するステップと、
前記投射された第１および第２の画像の読出し光が投影された投影面において、前記一方の方向に所定のレンズ周波数で繰り返すよう平面状に配列した集束レンズで拡大表示させるステップと、
を有し、
前記所定の表示周波数は、前記所定のレンズ周波数のｎ倍（ｎは正整数）の近傍の値であり、
前記第１および第２のテストパターンデータは、前記第１および第２の表示素子のナイキスト周波数とこのナイキスト周波数の２倍の周波数との間の値である所定周波数のパターンに基づいて生成されるデータである、
表示素子位置調整方法。
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